性取向的形成与基因存在关联，但并非唯一决定因素，还涉及激素水平、大脑结构、社会环境、心理发展等多维度影响。
双胞胎研究显示同卵双胞胎性取向一致性高于异卵双胞胎，X染色体上的Xq28区域与男性同性性行为存在统计学关联。目前未发现单一"性取向基因"，多基因微小效应叠加可能参与调控。基因检测无法预测个体性取向，表观遗传学修饰也可能发挥作用。
胎儿期雄激素暴露水平可能影响性别认同发展，如先天性肾上腺增生症女性患者出现同性恋倾向概率略高。产后激素波动与性取向无明确因果关系，但睾酮水平可能影响性欲表达方式而非取向本身。
下丘脑INAH3核团体积在同性恋男性中与异性恋女性相似，大脑胼胝体形态存在群体差异。功能性MRI显示不同性取向者对信息素刺激的脑区激活模式不同，这些神经结构差异可能源于胚胎期性激素环境。
依恋类型与早期养育方式会影响亲密关系模式，但不改变核心性取向。性意识觉醒期的情感体验可能影响自我认同建构，社会期待压力可能导致部分人群出现情境性行为与真实取向分离。
文化宽容度显著影响性取向表达，在非刑事化国家同性恋人口统计比例更高。性别角色社会化过程可能强化或弱化某些行为倾向，但跨文化研究证实性取向分布具有普适性基础。
日常饮食中适量补充富含Omega-3的深海鱼和坚果有助于维持神经系统健康，规律有氧运动可调节压力激素水平。建立支持性社交网络对性少数群体心理健康至关重要，避免使用转换疗法等非科学手段。性取向作为人类多样性自然呈现，医学界共识认为无需且不可改变，重点应放在消除歧视与促进心理健康。